耐功率射频同轴连接器的设计_新闻_

射频同轴电缆连接器母座同轴连接器

吕沅远++多卉卉++孙路嘉

[摘要]本文主要介绍了耐功率射频同轴连接器的研制，重点阐述了从理论设计到工艺加工、成品包装等过程中对连接器耐受功率的保障，并对研制过程中如何解决关键问题和技术攻关做了具体论述。

[关键词]大功率；射频同轴连接器；可靠性设计。

中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0138-01

1 引言

随着广播、雷达等无线发射系统的发展，要想提升系统的发射距离，务必要提高系统的发射功率。射频同轴连接器作为整个微波系统的一部分，同样需要能够承受大功率能力的传输要求。

2 连接器功率的影响因素

连接器功率主要影响因素有：连接器内外导体直径及材料、接触可靠性、绝缘介质的材料选择、内外导体间的耐电压、连接器的反射系数、使用的工作频率、工作温度、海拔高度等。经综合分析，产品的设计方案主要以产品的耐受功率理论设计、接触可靠性设计和抗击穿能力的设计四个部分为重点。

3 耐功率连接器的可靠性设计

3.1 产品的耐受功率理论设计

为达到产品的耐功率要求，连接器设计结构时应从以下几方面进行考虑，以保证耐功率满足要求。

（1）功率的设计保障

射频连接器的功率承受能力与使用环境是密切相关的。根据《ESA/SCC3402射频连接器通用规范》中对连接器功率与温度的参数降额曲线和功率与海拔高度（压力）的参数降额曲线图1可查，不同温度和高度（压力）条件下的功率减额系数。

考虑到连接器的趨肤效应，随着频率的增高和内导体压力的增加，衰减常数会增大，当连接器结构反射系数为Γ时，功率的电压驻波比降额为理想状态下的，反射系数越大，则功率越小。反射系数的增加会使产品的电压驻波比增大，根据电压驻波比与反射系数的对应公式2可通过电压驻波比值求得相应的反射系数。

3.2 接触可靠性设计

大功率射频连接器持续在高频高电压条件下工作时，接触电阻的存在会引起接触对的温度变化。温度升高又使接触件受热蠕变，使弹性接触件的弹性变小。同时，接触件发热会使绝缘体受热变形引起反射增大。因此，在设计大功率连接器时，弹性接触件需要选择弹性好且耐温高的材料保证其接触可靠性。

3.3 抗击穿能力的设计

耐功率连接器的另一研制重点是抗击穿能力设计。

连接器的内部结构设计中，传输段全部采用聚四氟乙烯介质填充，不设置空气介质段，可以减少空气击穿，提高介质耐电压，并有效提高产品耐功率能力。对于结构中存在多个绝缘介质相互接触的情况，在绝缘介质接触部位尽可能的不采用一个端面接触，而是采用嵌套的接触形式。对于接电缆连接器，同样可以舍弃传统结构中的绝缘片，而将电缆绝缘层剥出一部分，嵌套在连接器的绝缘子中，如图2。这两种结构，都是增大了内外导体在介质接触缝隙处爬电距离，增加了产品的介质耐电压，从而提高耐功率能力。

4 耐功率连接器的工艺保障

设计是基础，工艺是保障，设计中对功率及连接器的抗击穿能力进行了优化设计，针对大功率连接器的研究目标，确定工艺保障方案的关键点是：零件加工精度的保证、表面涂覆技术及装配工艺的细化。

4.1 提高零件加工精细度

连接器的插针针尖粗糙度、插孔孔内粗糙度、劈槽处毛刺、劈槽后收口状态的一致性都会影响到针孔插合时的接触。需对这些关键部位的加工工艺和方法进行研究和改善，提高零件的加工精细度、减低产品表面粗糙度、保证合格率、将影响产品电压驻波比和耐受功率的关联因素降到最低程度。

4.2 连接器装配工艺的细化

连接器采用压配方式装配，存在过盈压配结构时，装配过程中会出现绝缘屑等多余物；制定有效的工艺方法，去除装配前、后零件的多余物，在适当的工序采用内窥镜或40倍以上放大镜进行多余物的检查及清洁，避免对产品抗电强度及耐受功率的影响。

4.3 连接器包装注意事项

交付用户产品的包装袋、包装盒需保持清洁，连接器需用专用的防尘盖保护，避免多余物混入连接器内部，影响正常使用。

5 结语

连接器虽然很小，但在整个微波系统中的作用是不可忽视的，它的失效可能会使整个系统无法正常工作。因此耐功率射频同轴连接器可靠性的设计是非常有意义和经济价值的课题。

参考文献

[1] 李旗祥.大功率射频同轴连接器的开发